本發(fā)明屬于光纖傳感領(lǐng)域，特別涉及到對布拉格光柵傳感器進(jìn)行高速高精度解調(diào)及多通道應(yīng)用的方法和實(shí)現(xiàn)裝置。

背景技術(shù)：

光纖傳感器自上世紀(jì)70年代問世以來，由于其高靈敏度，傳--感合一，優(yōu)越的電磁兼容性等等一系列優(yōu)點(diǎn)，受到業(yè)內(nèi)的高度重視和期待。

與其它類型光纖傳感器相比，光纖光柵由于體積小，非常容易與傳感結(jié)構(gòu)和材料融合，構(gòu)成溫度、壓力、流量、應(yīng)變等多種傳感器件，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為光纖光柵是光纖傳感技術(shù)實(shí)用化，大規(guī)模應(yīng)用的一條具有非常良好前景的技術(shù)路線。

解調(diào)的本質(zhì)是將光纖光柵的波長變化檢測出來，它攜帶了所要檢測物理量的信息。高精度、快速、多通道、低成本的實(shí)現(xiàn)解調(diào)，是光纖光柵傳感器大規(guī)模工程化應(yīng)用的一個(gè)重要前提。

國內(nèi)外相當(dāng)多的研究報(bào)道及專利申請（授權(quán)）涉及光纖光柵傳感的解調(diào)工作，例如：

高精度多通道光纖光柵傳感系統(tǒng)（中國專利CN101021443A）

高精度光纖光柵傳感信號解調(diào)儀（中國專利CN101216327A）

高精度光柵光纖解調(diào)系統(tǒng)（中國專利CN1908713A）

超高速光纖光柵傳感器解調(diào)系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法（中國專利CN1494237A）

多通道布拉格光柵傳感器（ 美國專利 5426297）

使用啁啾布拉格光柵反射的超高靈敏度傳感器（美國專利5706079）

盡管有相當(dāng)多的類似工作，但是，能夠同時(shí) 滿足“ 高速 、高精度 、多通道、以及較低成本”的光柵解調(diào)的方法和裝置極為罕見。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是，提供一種能夠同時(shí)滿足“高速、高精度多通道及較低成本”的解調(diào)技術(shù)方案及實(shí)現(xiàn)該方案的裝置。

本發(fā)明的具體內(nèi)容包括：

波長掃描激光光源由以下部分組成： 激光二極管；二極管驅(qū)動電路, 二極管溫度傳感器，制冷-加熱調(diào)溫單元以及控制單元；其連接控制關(guān)系為：控制單元接收傳感器的激光二極管溫度信息，產(chǎn)生調(diào)整溫度指令送調(diào)溫單元，產(chǎn)生驅(qū)動信號送二極管驅(qū)動電路；二極管驅(qū)動電路將驅(qū)動信號放大后用其控制激光二極管，激光二極管的溫度受調(diào)溫電路的控制，其激光輸出送多通道陣列的1×N分支器的輸入端。

實(shí)現(xiàn)傳感器多通道應(yīng)用的陣列裝置由以下部分組成：一個(gè)1×N分支器；N-1個(gè)1×2耦合器。1根或數(shù)根多芯光纜；傳感器陣列中包括m個(gè)傳感光柵。其中： 1×N分支器的的N-1個(gè)output分支對應(yīng)連接到N-1個(gè)1×2耦合器的output1端，N-1個(gè)1×2耦合器input1端通過多芯光纜連接到傳感器。多芯光纜為每個(gè)傳感器分配一根光纖。N-1個(gè)1×2耦合器的output2 端連接到解調(diào)裝置的對應(yīng)光電轉(zhuǎn)換器PIN。1×N分支器的的N分支輸出中的一路不連接1×2耦合器而直接連接氣體吸收池。

高速高精度解調(diào)裝置包括解調(diào)支路和標(biāo)定支路；解調(diào)支路包括光電探測器；信號放大器，增益控制器，比較器 ，計(jì)數(shù)器，微處理器，氣體吸收池，其連接控制關(guān)系為：光電探測器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栃盘栠M(jìn)入放大器，放大器的增益受控于可編程自動 增益控制 ，其輸出進(jìn)入 比較器 ，比較器將放大器輸入的信號與微處理器給定的參考信號進(jìn)行比較，其比較結(jié)果觸發(fā)計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果用于獲得傳感光柵的波長信息。微處理器，與解調(diào)支路相比，標(biāo)定支路的信號由氣體吸收池輸出后進(jìn)入光電探測器，其余連接和控制關(guān)系與解調(diào)支路相同。

本發(fā)明采用的激光二極管為 CW-DFB或者CW-DBL類型,用以實(shí)現(xiàn)由電流對波長進(jìn)行連續(xù)高速調(diào)制。

由于激光二極管只能提供一個(gè)很窄的波長掃描范圍，所以,本發(fā)明所有的傳感器都采用相同的波長的光柵，為區(qū)分不同的傳感器，采用多芯光纜為每個(gè)傳感器配備一個(gè)獨(dú)享的通道，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況采用一根或多根光纜，但光纖總芯數(shù)多于解調(diào)裝置的總通道數(shù)，而解調(diào)裝置的通道數(shù)應(yīng)多于傳感器的總數(shù)量。

本發(fā)明采用的方案，由于激光二極管譜線極窄，能量高度集中，即使經(jīng)過1：128分支器進(jìn)行能量衰減，每個(gè)通道仍然有足夠的信噪比，為共享激光器及氣體波長標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。較多的通道保證了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，從實(shí)際應(yīng)用考慮，一般8-64個(gè)通道比較合理。

本發(fā)明的波長高速掃描通過調(diào)制激光二極管饋入電流來獲得，波長低速掃描通過調(diào)制激光二極管的溫度來實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明通過控制激光模塊的溫度來控制掃描波長的起始點(diǎn)并擴(kuò)展波長掃描的覆蓋范圍。

本發(fā)明采用多個(gè)不同中心波長的激光光源,在微處理器的控制下接力工作, 使波長高速掃描的范圍得到擴(kuò)展。

本發(fā)明的波長解調(diào)采用：驅(qū)動電流掃描的時(shí)間對應(yīng)于特定的波長，反射信號超過設(shè)定閾值證明檢測到FBG的前沿，再次低于閾值證明檢測到FBG的后沿，由這二個(gè)時(shí)間跳變得位置由此可得到FBG反射峰的寬度和中心波長。

本發(fā)明采用高速計(jì)數(shù)器將波長掃描范圍密集劃分；每個(gè)掃描周期使用氣體吸收譜對激光器進(jìn)行動態(tài)標(biāo)定；利用激光器的饋入電流—掃描波長曲線的特征，對其進(jìn)行線性化校正等技術(shù)措施保證高解調(diào)精度。

本發(fā)明采用可編程自動增益控制電路，為不同的通道提供不同的增益，所有的傳感器信號在經(jīng)過放大器后，工作在相同的設(shè)定幅度上。該方法顯著改善了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。

本發(fā)明采用為不同的通道提供不同的采樣平均次數(shù)的方法，使系統(tǒng)能同時(shí)測量高頻和低頻信號。該方法有效地改善了系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。

發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明高速所提出的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)FBG傳感器的高速、高精度、多通道解調(diào)。典型技術(shù)指標(biāo)為：采樣頻率可達(dá)2kHz, 在1 kHz 采樣率下的波長分辨率達(dá)到0.11pm ，精度達(dá)到1pm；在10H采樣率下的波長分辨精度達(dá)到0.01pm, 精度達(dá)到0.1pm；解調(diào)器同時(shí)處理的通道數(shù)量至少為16通道，系統(tǒng)有足夠能力達(dá)到96個(gè)通道。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的通道數(shù)量保證了光纖傳感系統(tǒng)高性能下的較低成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)圖

圖2 是本發(fā)明的傳感通道分配圖

圖3展示了本發(fā)明主要信號的波形和時(shí)間關(guān)系

圖4波長解調(diào)原理圖

圖5波長校正原理圖

圖6是本發(fā)明實(shí)施例1中使用溫度調(diào)控波長掃描的起始點(diǎn)

圖7是本發(fā)明實(shí)施例2 中多激光光源接力擴(kuò)展波長掃描覆蓋范圍示意圖

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)闡述，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1 ：16通道FBG地震數(shù)據(jù)采集站

需求分析： 地震勘探檢波器的工作特點(diǎn)是，環(huán)境溫度從可能-40Co— 70Co，工作時(shí)所有的傳感器都位于相同溫度下且溫度變化不大。系統(tǒng)平時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，記錄從激發(fā)開始的幾秒（至多幾十秒）的地震波信號，該系統(tǒng)要求高速、高精度、多通道采集信號。

參閱圖1，圖2和圖3，圖4，本實(shí)施例的 FBG高速、高精度、多通道解調(diào)的方法和實(shí)現(xiàn)裝置包括：

波長掃描激光光源由以下部分組成： 激光二極管11；二極管驅(qū)動電路12, 二極管溫度傳感器13，制冷-加熱調(diào)溫單元14以及控制單元15；其連接控制關(guān)系為：控制單元15接收傳感器13的激光二極管溫度信息，產(chǎn)生調(diào)整溫度指令送調(diào)溫單元14，產(chǎn)生驅(qū)動信號送二極管驅(qū)動電路12；二極管驅(qū)動電路12將驅(qū)動信號放大后用其控制激光二極管11，激光二極管11的溫度受調(diào)溫電路14的控制，其激光輸出送多通道陣列的1×16分支器的輸入端（1端）。

從圖3，圖4上看，從二極管驅(qū)動電路12輸出的波形 ，是一個(gè)電流幅度調(diào)制的鋸齒波，本實(shí)施例中其掃描周期為0.5ms, 電流幅度為50mA—250mA. 進(jìn)一步從圖3上看，從激光二極管11輸出的波形，是一個(gè)波長隨時(shí)間掃描的，本實(shí)施例中波長的掃描范圍為1.2nm，在此，波長的量程1.2nm與時(shí)間周期0.5ms建立了聯(lián)系。

參閱圖2，實(shí)現(xiàn)傳感器多通道應(yīng)用的陣列裝置2由以下部分組成：一個(gè)1×16分支器21；15個(gè)1×2耦合器22。多芯光纜3，共2根8芯光纜（31和32）共16根光纖；傳感器陣列4中共包括401，401…412等12個(gè)光柵地震傳感器。其中： 1×16分支器的的15個(gè)output分支對應(yīng)連接到15個(gè)1×2耦合器22的output1端，15個(gè)1×2耦合器22的input1端與2根8芯電纜31和32分別相連（其中8芯光纜32的一根光纖空置備份），為每個(gè)傳感器分配一根光纖。15個(gè)1×2耦合器的output2端連接到解調(diào)裝置的對應(yīng)光電轉(zhuǎn)換器PIN，1×16分支器其中一路不經(jīng)過1×2耦合器而直接連接氣體吸收池50。

更近一步，本實(shí)施例中（圖6-2），從解調(diào)器向左右二個(gè)方向分別連接2根8芯光纜，其中的4根光纖連接了光柵傳感器，這些傳感器的間隔距離為50米。

參閱圖3，當(dāng)波長與傳感光柵一致，波長查詢激光會發(fā)生反射，從傳感光柵反射回來的波形，是一個(gè)光柵反射譜，其在時(shí)間上的分布，實(shí)質(zhì)上反映了波長的信息。

參閱圖1，高速高精度解調(diào)裝置5包括解調(diào)支路和標(biāo)定支路；解調(diào)支路包括光電探測器51；信號放大器52 增益控制器53 ，比較器54 ，計(jì)數(shù)器55，微處理器56，其連接控制關(guān)系為：光電探測器51將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栃盘栠M(jìn)入放大器52，放大器52的增益受控于可編程自動 增益控制53 ，其輸出進(jìn)入 比較器54 ，比較器54將放大器52輸入的信號與第一微處理器15給定的參考信號進(jìn)行比較，其比較結(jié)果觸發(fā)計(jì)數(shù)器55，該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)結(jié)果送第二微處理器56用于獲得傳感光柵的波長信息。與解調(diào)支路相比，標(biāo)定支路的信號由氣體吸收池50輸出后進(jìn)入光電探測器51，其余連接和控制關(guān)系與解調(diào)支路相同。

參閱圖3，光柵反射信號波形、進(jìn)入二極管51之后，其光信號被轉(zhuǎn)換為外形類似的電信號以便于處理，進(jìn)一步放大后，其幅度發(fā)生了變化，但輪廓所包含的波長信息繼續(xù)保留。為了提取布拉格光柵的波長信息，放大幅度的信號進(jìn)入比較器與一個(gè)參考幅度進(jìn)行比較，比較器的二個(gè)特征點(diǎn)所在掃描周期中的時(shí)間位置，包含了波長的信息。每次掃描開始，第一微處理器15觸發(fā)一個(gè)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，比較器的輸出作為另外一個(gè)觸發(fā)信號，將所在時(shí)刻計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)數(shù)值讀出并送到第二微處理器56，到此獲得了二個(gè)數(shù)字化的光柵反射波的前沿和后沿，即：獲得了光柵的寬度信息和中心波長信息。

本實(shí)施例的波長高速掃描通過調(diào)制激光二極管饋入電流來獲得，波長低速掃描通過調(diào)制激光二極管的溫度來實(shí)現(xiàn)。其中采用的掃描激光光源是一個(gè)40mW 的波長連續(xù)可調(diào)（CW）分布反饋（DFB）激光二極管FRL15DCWD，對饋入電流的進(jìn)行80%的幅度調(diào)制獲得了1.2nm的波長掃描范圍。

用本實(shí)施例的掃描光源進(jìn)行波長解調(diào)，系統(tǒng)可以獲得如下優(yōu)點(diǎn)：

第一， 可以進(jìn)行高速解調(diào)。由于波長對電流的響應(yīng)幾乎沒有延遲（皮秒級響應(yīng)速度）,理論上，系統(tǒng)可獲得百KHz的采樣 頻率，F(xiàn)BG系統(tǒng) 足以進(jìn)行聲波或更高頻信號的采集。

第二， 由于該種激光器的譜線極其狹窄（給定指標(biāo)5MHz）,激光的能量高度集中，實(shí)測經(jīng)過 1：128的分光損耗，其能量仍然可以獲得良好的信噪比，這意味著一個(gè)激光器有足夠的能量同時(shí)對上百路傳感光柵進(jìn)行掃描解調(diào)。

第三， 由于該種激光器的譜線極其狹窄，為細(xì)分掃描步距，進(jìn)而提高解調(diào)精度留下來充分的余地。

用本實(shí)施例的波長掃描存在如下問題和解決的方法如下：

第一， 由于波長高速掃描的范圍很窄，為保證掃描覆蓋所有的傳感器，要求傳感器譜寬較?。ㄐ∮?.3nm）, 系統(tǒng)中所有的傳感器要保證良好的一致性。

第二， 由于環(huán)境溫度的變化，檢波器的傳感光柵波長會發(fā)生漂移，本實(shí)施例采用調(diào)整激光器的溫度，使動態(tài)掃描的范圍最佳地覆蓋全部傳感光柵。

在本實(shí)施例中，野外工作環(huán)境的可能溫度為-40Co— +70Co，溫度對光柵波長影響大約12pm/1Co. 所以溫度對傳感器系統(tǒng)的最大影響大約為(110Co×12)1300pm. 另一方面，該型號激光二極管的波長/溫度系數(shù)大約為100pm/1Co，本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)的由控制激光器溫度而獲得的對波長的控制范圍大約為2200pm，足以補(bǔ)償環(huán)境溫度的影響。這樣，以調(diào)整激光器溫度來使高速掃描范圍最優(yōu)地覆蓋光柵波長的設(shè)計(jì)最終得以實(shí)現(xiàn)。

三項(xiàng)重要的措施保證了本實(shí)施例獲得超高解調(diào)精度。第一，采用高速計(jì)數(shù)器將波長掃描范圍密集劃分；第二，每個(gè)掃描周期使用氣體吸收譜對激光器進(jìn)行動態(tài)標(biāo)定；第三，利用激光器的饋入電流—掃描波長曲線的特征，對其進(jìn)行線性化校正，以下結(jié)合示意圖，對其工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

參閱圖4的波形，激光器驅(qū)動電路產(chǎn)生起始電流50mA, 終止電流270mA, 掃描周期1mS的鋸齒波電流，施加到激光器，該激光器產(chǎn)生了激光Lp（波形），在時(shí)間軸上，激光Lp從鋸齒波的起點(diǎn)掃描到終點(diǎn)，時(shí)間行程為0.5mS, 在波長軸上激光Lp的波長從起始波長λs連續(xù)掃描到終止波長λe. 這樣，掃描時(shí)間與波長具有了確定的關(guān)系。當(dāng)入射的激光波長與光柵波長重合時(shí)，入射光會產(chǎn)生反射，該光柵的反射光信號Sg（波形）在掃描周期的時(shí)間上的位置即包含了其所在波長的信息， 經(jīng)過檢波放大后的電壓信號Vs繼承了光柵反射信號Sg的波長特征， 在比較器中（波形），參考信號Vrf與光柵信號Vs進(jìn)行比較,其電壓幅度一致的二個(gè)點(diǎn)P1和P2既表達(dá)了光柵的波長寬度特征，也表達(dá)了光柵的波長位置特征。讀出P1和P2點(diǎn)在時(shí)間軸上的數(shù)據(jù)可以有多種方法，但無論哪種方法，將時(shí)間軸劃分的越細(xì)，即可獲得越高的波長精度。本實(shí)施例采用高速計(jì)數(shù)器對時(shí)間軸進(jìn)行劃分，每次鋸齒波掃描起始，觸發(fā)一個(gè)計(jì)數(shù)器開始工作，當(dāng)比較器中參考電壓Vrf與信號電壓Vs幅度相同的時(shí)間位置T1 T2, 將觸發(fā)計(jì)數(shù)器（波形）產(chǎn)生計(jì)數(shù)N1和N2，該計(jì)數(shù)最終完成了從光柵波長信息（模擬量）到數(shù)字化電信號的測量和轉(zhuǎn)換。計(jì)數(shù)器價(jià)格便宜并且速度極快，一個(gè)普通的20M計(jì)數(shù)器，相當(dāng)于將0.5mS的時(shí)間范圍劃分為10K, 也就是將波長掃描范圍劃分為104步，本實(shí)施例中激光器的波長掃描為1.1nm, 這樣，這樣其波長步距（分辨率）大約為0.11pm。

第二項(xiàng)保證本實(shí)施例獲得超高解調(diào)精度的措施是在每個(gè)掃描周期都使用氣體吸收譜對激光器進(jìn)行動態(tài)標(biāo)定，參閱圖5-1 圖5-2. 在圖5-1中，我們可以認(rèn)為這每個(gè)周期中溫度和噪音恒定，但是不同掃描周期的溫度和電子噪音不恒定，這將影響每個(gè)掃描的波長起始點(diǎn)，也就是不同周期下，計(jì)數(shù)器一個(gè)相同的數(shù)值對應(yīng)的波長值有所不同，為此，本實(shí)施例采用與標(biāo)準(zhǔn)氣體吸收進(jìn)行比較的方法消除這個(gè)誤差。

首先，在25Co標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定狀態(tài)下，, 我們以參考通道獲得的Nr1 ，Nr2算出氣體吸收峰Nrs （Nrs =（Nr2 -Nr1)/2）該數(shù)值(本實(shí)施例實(shí)測值1870=氣體吸收峰1550.231nm)。其次，我們以動態(tài)實(shí)測的參考通道計(jì)數(shù)器讀數(shù)Nr1 ，Nr2 ，Nr3...…Nrk與該標(biāo)準(zhǔn)值（1870）的差，獲得一系列動態(tài)的誤差Nδ1 ，Nδ2，Nδ3 ，...…Nδk，最后，我們將每個(gè)傳感通道相同采樣周期的讀數(shù)與對應(yīng)的動態(tài)誤差進(jìn)行相加，獲得了糾正后的數(shù)值。該數(shù)值消除了由于溫度或其它低頻干擾造成的波長抖動。見表一。

表一： 動態(tài)標(biāo)定后的傳感通道讀數(shù)

第三項(xiàng)保證本實(shí)施例獲得超高解調(diào)精度的措施是對激光器的電流-波長曲線進(jìn)行線性化校正，并同時(shí)賦予每個(gè)計(jì)數(shù)器讀數(shù)一個(gè)相應(yīng)的唯一波長值。

由于半導(dǎo)體激光器的電流-波長曲線并非理想的線性，為提高精度，必須采用一定的方法進(jìn)行線性化處理。通常線性化校正的方法是擬合法或查表法，本實(shí)施例混合采用了查表法和擬合法。具體做法是：首先制作出電流-波長-讀數(shù)關(guān)系對照表，由于掃描的起點(diǎn)電流為50mA,終點(diǎn)為270mA,在掃描過程中，計(jì)數(shù)器完成從0到10000的計(jì)數(shù)，而施加的掃描電流可以認(rèn)為是比較理想的線性，我們給激光器施加不同的電流，用波長計(jì)讀出相應(yīng)電流下的波長值，獲得表二

表二： 波長-電流-讀數(shù)對照表

其次，以表二數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，通過擬合方法并擴(kuò)展填補(bǔ)數(shù)據(jù)，最終獲得讀數(shù)波長—實(shí)際波長的對應(yīng)表三。

由于不可能也不必要測試所有的10000個(gè)對照數(shù)據(jù)，可行的方法是分成若干個(gè)區(qū)并測試若干個(gè)點(diǎn)本實(shí)施例采用分為3個(gè)區(qū)A: 50mA-110mA之間每10mA一個(gè)點(diǎn)，110-220之間10mA 一個(gè)點(diǎn)，220-270之間每5mA 一個(gè)點(diǎn)）然后采用擬合法，將從讀數(shù)波長從1到10000對應(yīng)的數(shù)據(jù)全部補(bǔ)齊，形成表三。

最后將表三存儲在計(jì)算機(jī)中，每采樣周期各通道的計(jì)數(shù)器讀數(shù)（表一）都可以通過查找表三獲得唯一的波長讀數(shù)。

可靠性和實(shí)用性的保證措施：

在野外使用過程中，由于操作人員不同，光纜的連接，盤繞的角度都具有難以避免的不一致性，本實(shí)施例采用自動增益控制的方法，為不同的通道提供不同的增益，使所有感器信號在經(jīng)過放大器后，工作在相同的設(shè)定幅度上。不同于一般AGC電路，本實(shí)施例采用由計(jì)算機(jī)進(jìn)行按照程序給出一系列不同的增益系數(shù)，并同時(shí)檢測反射光柵的寬度，以此為依據(jù)，對各個(gè)傳感通道實(shí)行自檢和初始化，大大提高系統(tǒng)的可靠性和操作的方便性。

實(shí)施例2： 96通道船體健康監(jiān)控 數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)

實(shí)施例2是一個(gè)船體健康狀態(tài)的混合傳感監(jiān)測系統(tǒng)，施工方要求安裝80個(gè)傳感器，監(jiān)測內(nèi)容包括發(fā)動機(jī)的異常振動狀態(tài)（高頻信號），鍋爐內(nèi)的溫度和壓力，船體應(yīng)變（低頻信號）情況等等，由于這些數(shù)據(jù)的可能處于傳感器量程的任何狀態(tài)，而且需要同時(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，實(shí)施例1中的依靠溫度調(diào)節(jié)，選擇性覆蓋整個(gè)光柵動態(tài)區(qū)域的方法難以實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例在整體方案上與實(shí)施例一相同，其改進(jìn)部分（參閱圖7-1和圖7-2）在于，使用二個(gè)定制的大功率CW-DBL激光二極管XL15DCWX, 其激光功率200mW 二個(gè)激光的輸出經(jīng)過耦合器11-4合并為并進(jìn)入1×N波長分支器21。 二個(gè)激光二極管的中心波長分別為1550nm和1551nm, 在80%的電流幅度調(diào)制下可獲得2.7nm的動態(tài)掃描范圍，(在圖7-2上顯示為λ1s—λ1e；λ2s—λ2e)。 工作時(shí)，MCU1按先后順序給驅(qū)動電路12-1和12-2輪流提供寬度為0.25mS、周期2K的鋸齒波信號，同時(shí)MCU1控制13-1/14-1和13-2/14-2，將激光器設(shè)定在2個(gè)固定的溫度控制點(diǎn)T1和T2上。適當(dāng)選取T1和T2,使2個(gè)激光波長形成接力，波長重疊范圍（λ2s—λ1e）為0.4nm，最終達(dá)到5nm(見7-2 ,λcombination)的掃描波長帶寬。

本實(shí)施例為改進(jìn)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性，采用對所有信號均高速采樣（2K采用率）以確保高頻振動信號的采集不會失真。 由于系統(tǒng)中存在多種不同的傳感器，需要同時(shí)測量高頻和低頻信號，本實(shí)施例采用了為不同的通道分別提供10次和100次平均等不同的平均次數(shù)的方法，既滿足了同時(shí)檢測高頻和低頻信號的需要，又簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，提高了精度。

上述二個(gè)具體實(shí)施例并非用于限制發(fā)明的應(yīng)用范圍，凡在發(fā)明的原則內(nèi)所作的非本質(zhì)性簡單修改替換，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。